DE102019100900A1 - Control circuit for a motor - Google Patents
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Abstract
Eine Motorsteuerschaltung (10, 14) für einen Motor (60) umfasst eine Gleichrichtereinheit (20), eine Schalteinheit (30), eine Drehzahlsteuereinheit (40) und eine Motorantriebseinheit (50). Die Schalteinheit (30) verfügt über mindestens einen ersten Drehzahl-Auswahlzustand und einen zweiten Drehzahl-Auswahlzustand. Die Drehzahlsteuereinheit (40) ist konfiguriert für die Erzeugung von Drehzahlsteuersignalen nach Maßgabe der Zustände der Schalteinheit (30). Die Motorantriebseinheit (50) ist konfiguriert für den Antrieb des Motors (60), so dass der Motor gemäß dem empfangenen Drehzahlsteuersignal mit einer entsprechenden Drehzahl betrieben wird. Die Schalteinheit (30), die Drehzahlsteuereinheit (40) und die Gleichrichtereinheit (20) sind zwischen zwei Anschlüssen einer Stromquelle in Reihe geschaltet. A motor control circuit (10, 14) for a motor (60) includes a rectifier unit (20), a switching unit (30), a speed control unit (40), and a motor drive unit (50). The switching unit (30) has at least a first speed selection state and a second speed selection state. The speed control unit (40) is configured to generate speed control signals in accordance with the states of the switching unit (30). The motor drive unit (50) is configured to drive the motor (60) so that the motor is operated at a corresponding speed in accordance with the received speed control signal. The switching unit (30), the speed control unit (40) and the rectifier unit (20) are connected in series between two terminals of a power source.
Description
Steuerschaltung für einen MotorControl circuit for a motor
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen Motor.The invention relates to a control circuit for a motor.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Ein Spaltpolmotor wird im Allgemeinen in Dunstabzugshauben verwendet, um das Gebläse einer Dunstabzugshaube zu steuern. Eine Steuerschaltung des Spaltpolmotors ist mit dem Motor verbunden, um die Drehzahl über verschiedene Widerstände zu ändern. Der Benutzer wählt unterschiedliche Drehzahlen des Spaltpolmotors durch Schalter für unterschiedlich hohe Spannungen. Eine derartige Dunstabzugshaube mit dem Spaltpolmotor hat einen geringen Wirkungsgrad und verschwendet dadurch Energie.A shaded pole motor is commonly used in cooker hoods to control the fan of an extractor hood. A control circuit of the shaded pole motor is connected to the motor to change the speed via various resistors. The user selects different speeds of the shaded pole motor by switches for different voltages. Such an extractor hood with the shaded-pole motor has a low efficiency and thus wastes energy.
ÜBERSICHTOVERVIEW
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerschaltung für einen Motor angegeben, die eine Gleichrichtereinheit, eine Schalteinheit, eine Drehzahlsteuereinheit und eine Motorantriebseinheit umfasst. Die Schalteinheit verfügt über mindestens einen ersten Drehzahl-Auswahlzustand und einen zweiten Drehzahl-Auswahlzustand. Die Drehzahlsteuereinheit ist ausgebildet zum Erzeugen von Drehzahlsteuersignalen nach Maßgabe der Zustände der Schalteinheit. Die Motorantriebseinheit ist ausgebildet für den Antrieb des Motors, so dass der Motor in Übereinstimmung mit dem empfangenen Drehzahlsteuersignal mit einer entsprechenden Drehzahl betrieben wird. Die Schalteinheit, die Drehzahlsteuereinheit und die Gleichrichtereinheit sind zwischen zwei Anschlüssen einer Stromquelle in Reihe geschaltet.According to one aspect of the present invention, there is provided a control circuit for a motor comprising a rectifier unit, a switching unit, a speed control unit, and a motor drive unit. The switching unit has at least a first speed selection state and a second speed selection state. The speed control unit is configured to generate speed control signals in accordance with the states of the switching unit. The motor drive unit is configured to drive the motor so that the motor is operated at a corresponding speed in accordance with the received speed control signal. The switching unit, the speed control unit and the rectifier unit are connected in series between two terminals of a power source.
Die Schalteinheit umfasst bevorzugt mindestens einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter; die Geschwindigkeitssteuereinheit umfasst eine erste Steuerschaltung mit einem ersten Schaltkreis, der mit dem ersten Schalter verbunden ist und solchermaßen einen ersten Stromzweig bildet, wobei ein Ausgangsanschluss des ersten Stromzweiges mit der Motorantriebseinheit verbunden ist.The switching unit preferably comprises at least a first switch and a second switch; the speed control unit comprises a first control circuit having a first circuit connected to the first switch and thus forming a first current branch, wherein an output terminal of the first current branch is connected to the motor drive unit.
Die erste Steuerschaltung umfasst bevorzugt eine erste Spannungsteilerschaltung, wobei ein Ausgangsanschluss der ersten Spannungsteilerschaltung der Ausgangsanschluss des ersten Stromzweiges ist und wobei der erste Schaltkreis über die erste Spannungsteilungsschaltung mit der Motorantriebseinheit verbunden ist.The first control circuit preferably comprises a first voltage divider circuit, wherein an output terminal of the first voltage divider circuit is the output terminal of the first current branch and wherein the first circuit is connected to the motor drive unit via the first voltage divider circuit.
Der erste Schaltkreis umfasst bevorzugt einen dritten Schalter und einen vierten Schalter, wobei der dritte Schalter aktiviert wird, wenn sich eine Wechselstromquelle im positiven Halbzyklus befindet, und deaktiviert wird, wenn sich die Wechselstromquelle in einem negativen Halbzyklus befindet, wobei der vierte Schalter aktiviert wird, wenn der dritte Schalter aktiviert wird.The first circuit preferably includes a third switch and a fourth switch, wherein the third switch is activated when an AC power source is in the positive half-cycle, and deactivated when the AC power source is in a negative half-cycle, wherein the fourth switch is activated, when the third switch is activated.
Der erste Schaltkreis umfasst bevorzugt ein Spannungsreduzierelement, wobei das Spannungsreduzierelement ausgebildet ist zum Aktivieren des vierten Schalters, wenn der dritte Schalter aktiviert wird. The first circuit preferably includes a voltage reducing element, wherein the voltage reducing element is configured to activate the fourth switch when the third switch is activated.
Ferner umfasst die Schalteinheit bevorzugt einen fünften Schalter, die Drehzahlsteuereinheit umfasst eine zweite Steuerschaltung, die zweite Steuerschaltung umfasst einen zweiten Schaltkreis, der mit dem fünften Schalter verbunden ist und solchermaßen einen zweiten Stromzweig bildet, wobei ein Ausgangsanschluss des zweiten Stromzweiges mit der Motorantriebseinheit verbunden ist.Furthermore, the switching unit preferably comprises a fifth switch, the speed control unit comprises a second control circuit, the second control circuit comprises a second circuit which is connected to the fifth switch and thus forms a second current branch, wherein an output terminal of the second current branch is connected to the motor drive unit.
Die zweite Steuerschaltung umfasst bevorzugt eine zweite Spannungsteilerschaltung, wobei ein Ausgangsanschluss der zweiten Spannungsteilerschaltung der Ausgangsanschluss des zweiten Stromzweiges ist und wobei der zweite Schaltkreis über die zweite Spannungsteilerschaltung mit der Motorantriebseinheit verbunden ist.The second control circuit preferably comprises a second voltage divider circuit, wherein an output terminal of the second voltage divider circuit is the output terminal of the second current branch and wherein the second circuit is connected to the motor drive unit via the second voltage divider circuit.
Der erste Stromzweig und der zweite Stromzweig sind vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander mit der Motorantriebseinheit verbunden.The first branch and the second branch are preferably each connected independently to the motor drive unit.
Der erste Stromzweig und der zweite Stromzweig sind bevorzugt über eine Pullup-Einheit mit einem Eingangsanschluss der Motorantriebseinheit verbunden.The first power branch and the second power branch are preferably connected via a pullup unit to an input terminal of the motor drive unit.
Die Motorantriebseinheit umfasst bevorzugt eine Steuereinheit und einen Inverter, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist zum Steuern des Inverters, so dass nach Maßgabe des Drehzahlsteuersignals ein Wechselstrom mit entsprechender Frequenz für den Motor bereitgestellt wird.The motor drive unit preferably comprises a control unit and an inverter, wherein the control unit is designed to control the inverter, so that in accordance with the speed control signal, an alternating current with a corresponding frequency for the motor is provided.
Die Drehzahlsteuereinheit besteht bevorzugt aus Widerständen und Schaltern.The speed control unit is preferably made of resistors and switches.
Die Drehzahlsteuersignale sind bevorzugt Analogsignale.The speed control signals are preferably analog signals.
Die Gleichrichtereinheit umfasst bevorzugt eine Gleichrichterbrücke.The rectifier unit preferably comprises a rectifier bridge.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine weitere Steuerschaltung für einen Motor angegeben, wobei diese Steuerschaltung eine Schalteinheit umfasst, die über mindestens einen ersten Drehzahl-Auswahlzustand und einen zweiten Drehzahl-Auswahlzustand verfügt; eine Drehzahlsteuereinheit, die ausgebildet ist zum Erzeugen von Drehzahlsteuersignalen nach Maßgabe der Zustände der Schalteinheit; eine Invertereinheit, die mit dem Motor verbunden ist; und eine Steuereinheit, die zum Steuern der Invertereinheit ausgebildet ist, so dass entsprechend einem empfangenen Drehzahlsteuersignal ein Wechselstrom mit entsprechender Frequenz an den Motor geliefert wird. Das Drehzahlsteuersignal ist ein Analogsignal.According to a further aspect of the present invention, a further control circuit for a motor is specified, wherein these Control circuit comprises a switching unit having at least a first speed selection state and a second speed selection state; a rotation speed control unit configured to generate rotation speed control signals in accordance with the states of the switching unit; an inverter unit connected to the engine; and a control unit configured to control the inverter unit so that an AC power having a corresponding frequency is supplied to the motor in accordance with a received speed control signal. The speed control signal is an analog signal.
Die Drehzahlsteuereinheit besteht bevorzugt aus Widerständen und Schaltern.The speed control unit is preferably made of resistors and switches.
Figurenlistelist of figures
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1 ist ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung für einen Motor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;1 Fig. 10 is a block diagram of a control circuit for a motor according to a preferred embodiment of the present invention; -
2 ist ein Schaltungsdiagramm einer Steuerschaltung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;2 Fig. 10 is a circuit diagram of a control circuit according to the preferred embodiment of the present invention; -
3 ist ein weiteres Schaltungsdiagramm gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;3 Fig. 10 is another circuit diagram according to the preferred embodiment of the present invention; -
4 ist ein weiteres Schaltungsdiagramm für einen Motor gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.4 FIG. 10 is another circuit diagram for a motor according to the preferred embodiment of the present invention. FIG.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen im Detail erläutert. Es sollte beachtet werden, dass die Zeichnungsfiguren lediglich Darstellungszwecken dienen und nicht als Einschränkung zu verstehen sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und zeigen auch nicht jeden Aspekt der beschriebenen Ausführungsformen. Auch wird der Schutzumfang der Erfindung durch die Zeichnungen nicht eingeschränkt.Embodiments of the present invention will now be explained in detail in conjunction with the accompanying drawings. It should be noted that the drawing figures are for illustrative purposes only and are not meant to be limiting. The drawings are not to scale and do not show every aspect of the described embodiments. Also, the scope of the invention is not limited by the drawings.
Es wird auf
Die Motorsteuerschaltung
Es wird auf
Diese drei Drehzahlschalter sind vorzugsweise auf einem Schaltfeld angeordnet, wobei ein Anschluss aller drei Drehzahlschalter mit einem stromführenden Anschluss L einer Wechselstromquelle (AC-Quelle) verbunden ist. Die Wechselstromquelle umfasst ferner einen neutralen Anschluss N. Die Wechselstromquelle ist eine Netzstromversorgung von vorzugsweise 85 V bis 265 V und mit einer Frequenz von vorzugsweise 50 Hz oder 60 Hz. In anderen Ausführungsformen hat die Schalteinheit
Die Drehzahlsteuereinheit
Die erste Steuerschaltung umfasst einen ersten Schaltkreis und eine erste Spannungsteilerschaltung. Der erste Schaltkreis ist mit dem Schalter
In wenigstens einer Ausführungsform umfasst der erste Schaltkreis eine Diode
Ein Kollektor des Transistors
Wenn der Schalter
Die zweite Steuerschaltung umfasst einen zweiten Schaltkreis und eine zweite Spannungsteilerschaltung. Der zweite Schaltkreis ist mit dem Schalter
In wenigstens einer Ausführungsform umfasst der zweite Schaltkreis eine Diode
Ein Kollektor des Transistors
Wenn der Schalter
In wenigstens einer Ausführungsform ist der Schalter
In einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, den Schalter
In einer anderen Ausführungsform ist auch eine Konfiguration möglich, in der ein beliebiger der drei Drehzahlschalter direkt mit der Gleichrichtereinheit
In einer anderen Ausführungsform ist die Motorantriebseinheit
In wenigstens einer Ausführungsform sind die Widerstände
In wenigstens einer Ausführungsform ist ein Eingangsanschluss der Gleichrichtereinheit
In wenigstens einer Ausführungsform können die drei Drehzahlschalter der Schalteinheit
Die Motorantriebseinheit
In einer anderen Ausführungsform kann die Steuereinheit auch ein spezifisches Steuer-IC sein, wie in
Wenn der Schalter
Der Kondensator
Vorzugsweise besteht die Drehzahlsteuereinheit
Es versteht sich, dass die Invertereinheit
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sollen lediglich die technischen Lösungen der vorliegenden Erfindung darstellen, sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken. Wenngleich die Erfindung anhand der vorstehenden bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass innerhalb des Erfindungsgedankens und des Schutzumfangs der Erfindung verschiedene Modifikationen und Variationen möglich sind.The embodiments described above are intended merely to illustrate the technical solutions of the present invention, but are not intended to limit the invention. While the invention has been described in terms of the foregoing preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications and variations are possible within the spirit and scope of the invention.
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